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led显示屏白平衡

作者:浙江大彩GKC | 阅读次数: 17次

白平衡,字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述led显示屏中红、绿、蓝三基色混合生成后白色精确度的一项指标。那么,在led显示屏领域,白平衡的定义是什么呢,如何调整led显示屏的白平衡呢?


一、什么是白平衡


白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色?这就涉及到一些色彩学的知识,白色是指反射到人眼中的光线,由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。


我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的,而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成,当一种光线中的三原色成分比例相同的时候,习惯上人们称之为消色,黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。


通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。


人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关(请参阅《色彩学原理》),举个简单的例子,当有色光照射到消色物体时,物体反射光颜色与入射光颜色相同。


既红光照射下白色物体呈红色,两种以上有色光同时照射到消色物体上时,物体颜色呈加色法效应,如红光和绿光同时照射白色物体,该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时,物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色,在青色光照射下呈现绿色,在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。


在了解白平衡之前还要搞清另一个一个非常重要的概念――色温。所谓色温,简而言之,就是定量地以开尔文温度(K)来表示色彩。英国著名物理学家开尔文认为,假定某一黑体物质,能够将落在其上的所有热量吸收,而没有损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。


例如,当黑体受到的热力相当于500—550摄氏度时,就会变成暗红色,达到1050-1150摄氏度时,就变成黄色,温度继续升高会呈现蓝色。光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度是相对应的,任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”,这个温度就用来表示某种色光的特性以区别其它,这就是色温。


打铁过程中,黑色的铁在炉温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。色温现象在日常生活中非常普遍,相信人们对它并不陌生。钨丝灯所发出的光由于色温较低表现为黄色调,不同的路灯也会发出不同颜色的光,天然气的火焰是蓝色的,原因是色温较高。


万里无云的蓝天的色温约为10000K,阴天约为7000~9000K,晴天日光直射下的色温约为6000K,日出或日落时的色温约为2000K,烛光的色温约为1000K。这时我们不难发现一个规律:色温越高,光色越偏蓝;色温越低则偏红。


某一种色光比其它色光的色温高时,说明该色光比其它色光偏蓝,反之则偏红;同样,当一种色光比其它色光偏蓝时说明该色光的色温偏高,反之偏低。


由于人眼具有独特的适应性,使我们有的时候不能发现色温的变化。比如在钨丝灯下呆久了,并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红,如果突然把日光灯改为钨丝灯照明,就会觉查到白纸的颜色偏红了,但这种感觉也只能够持续一会儿。


那么什么是白平衡呢?


白平衡就是针对不同色温条件下,通过调整led显示屏内部的控制卡使展现出来的影像抵消偏色,更接近人眼的视觉习惯。


白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下,led显示屏所展现的标准白色经过控制卡的调整,使之成像后仍然为白色。


二、白平衡调整


1、红绿蓝色坐标典型值时,白平衡颜色配比


参阅LED显示屏制造商的参数,红色LED的波长典型值为625nm,绿色LED的波长典型值为525nm,蓝色LED的波长典型值为470nm,由于厂商给出的都是波长,所以需要将波长换算为色坐标。


虽然波长到色坐标的换算并不是唯一对应关系,但是LED的发出光是半波宽很窄的单色光,在CIE1931色坐标图上的表现为位置贴近“马蹄”色坐标图的边缘,而且有了N公司的红绿蓝色坐标范围,根据“CIE1931色度图标准光源恒定主波长线的斜率表”,可以计算出红绿蓝LED的色坐标典型值。


通过计算得出红色LED的色坐标典型值为(0.70,0.30);绿色LED的色坐标典型值为(0.15,0.74);蓝色LED的色坐标典型值为(0.12,0.05)。将其值输入白平衡颜色配比计算工具,马上可以得出白平衡时颜色配比,如图1所示。


2、当一种颜色发生变化时,白平衡颜色配比


当绿蓝色坐标为典型值,红色色坐标范围为(0.67,0.33)和(0.73,0.27);当红蓝色坐标为典型值,绿色色坐标范围为(0.127,0.733),(0.222,0.688);当红绿色坐标为典型值,蓝色色坐标范围为(0.11,0.04),(0.15,0.10),将其值输入白平衡颜色配比计算工具,马上可以得出白平衡时颜色配比。

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